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Nombre de Bell - Wikipédia

Nombre de Bell

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Pour les articles homonymes, voir Bell. 

Les nombres de Bell, qui portent le nom de Eric Temple Bell, se rencontrent souvent en combinatoire. Ces nombres forment une suite d'entiers qui commence ainsi:

B_0=1,\quad B_1=1,\quad B_2=2,\quad B_3=5,\quad B_4=15,\quad B_5=52,\quad B_6=203,\quad\dots

(suite A000110 dans l'encyclopédie électronique des suites entières)

En général, Bn est le nombre de partitions d'un ensemble de cardinal n. (B0 est égal à 1 parce qu'il y a exactement une partition de l'ensemble vide. Une partition d'un ensemble E est par définition un ensemble de parties non vides et disjointes deux à deux, dont la réunion est égale à l'ensemble E.) Chaque partie d'une partition de l'ensemble vide est une partie de l'ensemble vide donc est vide (cela est évident), et leur réunion est égale à l'ensemble vide. Donc, le singleton ensemble vide est la seule partition de l'ensemble vide.

Les nombres de Bell satisfont la formule de récurrence :

B_{n+1}=\sum_{k=0}^{n}{C_n^k B_k}.

(où C_n^k est un coefficient binomial)

Ils satisfont aussi à la formule de Dobinski :

B_n=\frac{1}{e}\sum_{k=0}^\infty \frac{k^n}{k!}

qui est le moment d'ordre n d'une loi de Poisson de paramètre 1.

Ils satisfont également à la congruence de Touchard : si p est un nombre premier quelconque alors

B_{p+n}\equiv B_n+B_{n+1}\ (p).

(relation de congruence modulo p)

Chaque nombre de Bell est une somme des nombres de Stirling de deuxième espèce

B_n=\sum_{k=1}^n S (n, k).

La série génératrice exponentielle des nombres de Bell est

e^{(e^x-1)}=1+x+2 \frac{x^2}{2!}+5 \frac{x^3}{3!} + 15 \frac{x^4}{4!} + \dots

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